авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ БИБЛИОТЕКА РОССИИ

КОНФЕРЕНЦИИ, КНИГИ, ПОСОБИЯ, НАУЧНЫЕ ИЗДАНИЯ

<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:     | 1 |   ...   | 2 | 3 || 5 | 6 |   ...   | 13 |

«Владимир Век СТРУКТУРА МАТЕРИИ В РАМКАХ КОНЦЕПЦИИ МАКРО-МИКРОБЕСКОНЕЧНОСТИ МИРА Монография Пермь, ...»

-- [ Страница 4 ] --

Вывод Принцип корпускулярно-волнового дуализма является естественным инструментом, позволяющим описывать явления в микромире на данном этапе развития науки с учетом имеющейся в настоящий момент инструментальной базы. С совершенствованием научно технической базы многие аспекты корпускулярно-волнового дуализма будут уточнены.

2о. Принцип вероятности обнаружения элементарной частицы и связанный с ним вероятностный характер описания микромира Вероятностный характер описания микромира, принцип неопределенности обнаружения микрочастиц – являются сердцевиной квантовой механики. Данный принцип связан с соотношением неопределенности В. Гейзенберга, согласно которому нет возможности измерить Karman T. Collected work. Vol. 1–4. London, 1956.

одновременно координату частицы и её импульс, поскольку данное измерение может повлиять на само это измерение.

Указанные положения резко отходят от представлений классической механики. Их введение диктовал ряд сложностей, с которыми столкнулись физики в попытках дать описания движения элементарных частиц.

Так в 1926 году немецкий физик Макс Борн для описания электронной волны (как и других волн объектов микромира) предложил использовать вероятностное толкование движения электрона. В тех областях, где квадрат амплитуды волны больше, обнаружение электрона более вероятно, а в местах, где амплитуда мала, вероятность обнаружить электрон меньше.

В дальнейшем вероятностный характер описания микромира лег в основу квантовой механики, которая оперирует величинами, относящимися лишь к начальному и конечному (моменту регистрации) положению микрообъекта в пространстве.

В. Гейзенберг сформулировал знаменитый принцип (соотношение) неопределенности в году. Им было показано, что микрообъект (элементарная частица), может быть обнаружен в любой точке пространства, в которой волновая функция, определяющая его состояние, отлична от нуля.

Волновую функцию можно представить себе как амплитуду вероятности (т.е. величину, которая при возведении в квадрат дает вероятность) того, что частица находится в заданной точке, или имеет определенную энергию, или движется с определенной скоростью. Соответственно, волновая функция может быть функцией координаты, энергии, скорости и т.д. Например, вероятность обнаружить частицу в некоторой точке равна квадрату ее волновой функции, аргументом которой служит координата. Иногда эта вероятность равна единице – при этом говорят, что частица находится в состоянии с определенной координатой. Но обычно частица считается как бы размазанной по пространству, и ее координата с ненулевой вероятностью может принимать целое множество значений. Возникает вопрос: носит ли эта вероятность статистический характер, т.е. отражает разброс между свойствами различных частиц, или это свойство каждой отдельной частицы? Может быть, у каждой отдельной частицы имеется определенная координата, но частиц так много, что нам приходится описывать их статистически?

Или размазанной в пространстве оказывается каждая частица? Последнее, с позиции классической механики, кажется невероятным, но именно это утверждали «отцы-основатели» квантовой теории.

Так Бор, Гейзенберг, Шредингер считали, что поведение отдельно взятой частицы существенно вероятностно. Однако с этой точкой зрения многие не соглашались. Например, Эйнштейн, Подольский и Розен утверждали, что вероятностное описание отдельной частицы не соответствует физической реальности.

Наиболее наглядно возражения против вероятностного описания микромира были изложены в известном «парадоксе Эйнштейна-Подольского-Розена». Его история началась с 1935 года, когда Эйнштейн вместе с физиками Борисом Подольским и Натаном Розеном написал статью «Можно ли считать квантово-механическое описание физической реальности полным?» 96, в которой описал следующий мысленный эксперимент.

Допустим, две одинаковые частицы A и B образовались в результате распада третьей частицы C. В этом случае, по закону сохранения импульса, их суммарный импульс должен быть равен исходному импульсу третьей частицы, то есть, импульсы двух частиц должны быть связаны. Это даёт возможность измерить импульс одной частицы (A) и по закону сохранения импульса рассчитать импульс второй частицы (B), не внося в её движение никаких возмущений. Теперь, измерив координату второй частицы, можно получить для этой частицы значения ее импульса, что по законам квантовой механики невозможно. Отсюда Эйнштейн делает вывод, что, скорее всего, соотношение неопределённостей не является абсолютным, а законы квантовой механики являются неполными и должны быть в будущем уточнены путем введения каких-либо скрытых параметров.

При анализе данного мыслительного эксперимента английский физик Джон Белл в году получил неравенства, которые сейчас принято называть неравенствами Белла. Белл предположил, что скрытыми параметрами в данном эксперименте являются множество частиц и невозможность экспериментатора узнать набор физических параметров для каждой частицы.

Einstein A, Podolsky B, Rosen N (1935). «Can Quantum-Mechanical Description of Physical Reality Be Considered Complete?». Phys. Rev. 47 (10): 777–780.

Возможно, что каждая отдельно взятая частица с момента своего рождения имеет совершенно определенные значения всех физических параметров, однако у разных частиц эти параметры различны. Если провести серию экспериментов с частицами, то можно получить результаты которые подтвердят или опровергнут наличие скрытых параметров. Другими словами, можно выявить закономерность детерминирования каких-либо показателей, а следовательно доказать существование скрытых параметров, связанных с огромным количеством частиц и трудностью проследить за каждой из них. В случае не обнаружения такого детерминирования, т.е. нарушения неравенств Белла, можно заключить, что скрытых параметров, связанных с множеством частиц нет, у любой частицы нельзя одновременно обнаружить и координату, и импульс, можно определить лишь вероятность возникновения того или иного физического параметра.

Начиная с 1960-х годов было проведено множество экспериментов по проверке неравенств Белла. В большинстве экспериментов в качестве коррелированных частиц использовались фотоны. Проведенные эксперименты показали: неравенства Белла нарушаются. А это значит, что несправедливо предположение, исходя из которого выведены неравенства, – предположение о том, что у обеих частиц существуют определенные параметры с момента их рождения.

Вышеуказанных скрытых параметров у квантовой частицы не существует. Иначе говоря, эксперименты по проверке неравенств Белла доказывают существенно вероятностное поведение даже отдельно взятой частицы.

Ниже мы рассмотрим конкретный пример (Пример 3.6.), в котором наглядно демонстрируется необходимость введения положений о вероятностном характере описания микромира и неопределенности обнаружения микрочастиц. При анализе данного примера, а также в последующих главах настоящей работы мы выдвинем предположение о существовании других скрытых параметров, которые могут пролить свет на понимание сущности не только вышерассмотренного парадокса, но и других загадочных квантово-механических явлений.

На наш взгляд скрытыми параметрами, необходимыми для более полного описания микромира, являются конкретные трудности, связанные с наблюдением элементарных частиц. Эти трудности диктуются, прежде всего, отсутствием на данный момент необходимой инструментальной (технической) базы, позволяющей заглянуть в микромир и увидеть его структуру. Любые созданные на данный момент математические модели (например, волновые функции), пытающиеся описать квантово-механические явления являются не более чем абстракцией. Да, они дают, с одной стороны, некую согласованность с экспериментом, но, с другой стороны, они не раскрывают сущность данных явлений, не позволяют создать наглядную картину процессов, происходящих на уровне элементарных частиц.

По нашему мнению вероятностный характер описания микромира будет иметь место до тех пор, пока не будут созданы более совершенные приборы наблюдения микромира и соответственно пока не изменится взгляд на «бесструктурность» некоторых элементарных частиц (фотонов, электронов, кварков).

Так проблема обнаружения элементарной частицы и определения ее траектории связана, как мы отметили, с нахождением для этого инструментальной базы. На сегодняшний день заглянуть в структуру электромагнитного поля мы можем лишь с помощью самого этого поля (фотона). Это, примерно, то же самое, что попытаться разрезать нож тем же самым ножом.

Уточнить координаты микрообъекта на сегодняшний день возможно лишь при условии, что на этот объект будет направлен поток фотонов (электромагнитная волна). Но при определенном положении микрообъекта фотон может дать точность, равную лишь длине его волны, которая обратно пропорциональна его частоте 97. Если энергия фотона велика (высокочастотный свет), то он вносит большую погрешность в скорость движения микрообъекта. Если же использовать фотоны с низкой энергией (большей длины волны), то тем самым мы жертвуем точностью определения координат микрообъекта. Другими словами любое «подглядывание» за микрообъектом (допустим за тем же фотоном) меняет траекторию движения, координаты микрообъекта.

Однако если предположить возможность определения положения частиц не фотоном, а его составляющими (т.е. его собственным полем, «полем фотона»), то данная проблем разрешается.

Пример 3.6.

См. Яворский Б.М., Селезнев Ю.А. Физика. Справочное пособие. М.: «Физико-математическая литература» (ФИЗМАТЛИТ), 2000. – С. 329.

Ярким примером, демонстрирующим необходимость введения положений о вероятностном характере описания микромира и неопределенности обнаружения микрочастиц, являются серии опытов с фотонами и электронами 98.

Дадим им краткую характеристику и выразим свое мнение.

Известны следующие состояния поляризации для фотона: правая, левая циркулярная поляризация, а также линейная поляризация по осям координат. Речь идет о различных положениях в пространстве фотона, в зависимости от направления вращения и угла поворота.

В серии проведенных опытов с электромагнитным излучением крайне малой интенсивности, позволяющей следить за поведением отдельных фотонов, установлено, если падающее электромагнитное излучение поляризовано правоциркулярно, то каждый фотон свободно проходит через правоциркулярный поляризатор и обязательно поглощается левоциркулярным (см. Схему 3.4.). Если же падающее электромагнитное излучение поляризовано линейно, например, вдоль оси у, то каждый фотон проходит через линейный поляризатор, ориентированный вдоль оси у (см. Схему 3.4/.2.а), и поглощается линейным поляризатором, ориентированным вдоль оси z (см. Схему 3.4./.2.б).

При усложнении опыта, например, прохождение циркулярно поляризованного излучения через призму Николя (установленную под углом 450), открывается следующая ситуация.

Некоторые фотоны выхолодят из призмы Николя линейно поляризованные по оси у, а некоторые по оси z, причем тип поляризации очередного регистрируемого фотона совершенно непредсказуем (см. Схему 3.4./.3.).

Еще более усложнение опыта с призмой Николя демонстрирует всю парадоксальность свойств фотона. Так, если применить две призмы Николя и пропустить через них правоциркулярно поляризованный фотон, то первая призма разлагает излучение на фотоны линейно поляризованные по осям у и z, а вторая вновь складывает излучение, так что в итоге из нее выходит излучение, обладающее той же циркулярной поляризацией, что и падающее (см.

Схему 3.4./.4.). Однако из Схемы 3.4./.3 логично вытекало бы, что фотон должен был выходить после второй призмы с равной вероятностью либо линейно поляризованным по оси у, либо по оси z, т.е. вторая призма Николя не должна была бы оказывать на него никакого влияния.

В квантовой физике сложившаяся ситуация интерпретируется следующим образом.

Установить, где, фотон распространяется как частица, а где, как волна, невозможно.

Поэтому необходимо использовать для его описания вероятностные законы. Так физики отказываются применять к фотонам классические представления о движении по определенной траектории, а, следовательно, и отказываются от наглядности квантового описания.

На наш взгляд, данный отказ от наглядности и применение к описанию микромира исключительно математических конструкций, приводит в дальнейшем, например, при создании теорий слабых и сильных взаимодействий, к определенным заблуждениям (Далее данное утверждение будет аргументировано).

По нашему мнению результаты Схемы 3.4./4. говорят о том, что фотон, проходя через вещество (призму Николя, кристалл турмалина и т.д.) движется скачками, вступает во взаимодействие с другими фотонами. Взаимодействие может происходить по законам упругого удара, в результате чего фотон выбивает из вещества другой фотон, сам же занимает его место.

Кроме того, необходимо учитывать, что вступая во взаимодействие с веществом, фотон взаимодействует, в первую очередь, с внешней оболочкой атома, т.е. с электроном.

Структура электрона на сегодняшний день не определена. Известно только то, что в пределах расстояния 10-16 см, электрон проявляет себя как точечный объект 99.

В соответствии с нашей концепцией макро-микробесконечности мира электрон имеет структуру, состоящую из частиц, также имеющих дробную структуру.

Возможно, что фотоны по-разному могут взаимодействовать с электроном (в зависимости от энергии электрона). Они могут взаимодействовать с электроном по законам упругого удара, например, при рентгеновском и гамма-излучении (эффекте Комптона). Могут также поглощаться электроном и испускаться им (при других видах электромагнитного излучения). При этом Лекции по квантовой физике: Учеб. Пособие/ Суханов А.Д, Голубева О.Н. – М.: Высш. Шк., 2006. С. 18 32.

К сравнению: размер атома 10-8 см.;

ядра атома 10-13 см.;

расстояния, при котором происходит Великое объединение полей – 10-29 см.;

размер «струны» по теории Суперструн – 10-33 см.

возможно, что испускается уже другой фотон, а не поглощенный. Поглощенный же фотон, может занять место испущенного.

Важная особенность поглощения фотона, по нашему мнению, состоит в том, что сливаясь с электроном, фотон может «раствориться» в нем, т.е. составляющие фотон частицы присоединяются к внешней оболочке электрона.

В соответствии с современными воззрениями (об этом пойдет речь далее) электрон покрыт «шубой» фотонов. В соответствии с эфиродинамической теорией В.А. Ацюковского свободный электрон представляет собой оторванный от протона сколлапсированный вихрь в виде винтовое кольца сжатого эфира, в котором знак винтового движения, т.е. ориентация кольцевого движения относительно тороидального, противоположен знаку винтового движения эфира в теле протона, но количество кольцевого движения то же самое. Следовательно, он несет в себе заряд той же величины, что и протон, но знак заряда не положительный, как у протона, а отрицательный 100.

Электрон, находящийся в составе атома представляет собой присоединенный вихрь, образуемый вокруг протона. Такой вихрь получается, если внешние потоки эфира, ранее замыкавшиеся через центральное отверстие протона, будут замыкаться вовне. В таком вихре кольцевое движение будет иметь то же направление, что и кольцевое движение протона, а тороидальное – противоположное, поэтому знак винтового движения и присоединенного вихря будет противоположен знаку винтового движения протона, что и будет восприниматься как отрицательная полярность электрического заряда всего присоединенного вихря – электронной оболочки атома. Поскольку кольцевое движение целиком замыкается внутри этой внешней оболочки и не проникает во внешнюю область, вся система в электрическом отношении оказывается нейтральной. Так образуется атом водорода 101.

В соответствии с нашей концепцией в тех случаях, когда фотон «раствориться» в электроне (за исключением случаев его рассеивания, эффекта Комптона) часть его энергии (в виде частиц субфотонной материи) сбросится с электронной оболочки, начнет закручиваться и может создать систему фотонов.

Результаты опытов Схемы 3.4. демонстрируют парадокс движения фотона. Современная квантовая физика объясняет этот парадокс тем, что в какой-то момент фотон превращается в волну. На самом деле фотон просто меняет свою форму и внутреннюю структуру. Так, вступая во взаимодействие с электроном, он либо, сталкивается с ним по законам упругого удара (эффект Комптона), либо проникает вовнутрь электрона. Далее фотон может либо «раствориться» в электроне, либо в обновленном виде «вылететь» из него. При этом произойдет обмен составными частями электрона и фотона.

Разные направления вращения (импульсы) отдельно выходящих фотонов в соответствии со схемой 3.4./1 связаны с направлением магнитных моментов составляющих частиц вещества и энергией, которая тратится на преодоление магнитного поля данных частиц. Если магнитный момент совпадает, то энергии становится достаточно на обеспечение выхода фотона (возможно, другого фотона), Схема 3.4./2.а. Если магнитные моменты не совпадают, то энергии становится недостаточно на выход фотона, и он поглощается (Схема 3.4./2.б.).

Если магнитный момент не совпадает, то выбиваются другие фотоны с разными видами поляризации (как получится), Схема 3.4./3.

При использовании второй призмы, происходит не сложение волн, а самосборка фотона из остаточной энергии, которая «помнит» первоначальную поляризацию фотона, Схема 3.4./4.

Вторая призма в этом случае играет роль «усилителя» сигнала. Подробнее о механизме самосборки фотона и психического образа, возникающего у человека во время мышления, поговорим в седьмой главе.

Отсюда можно сделать вывод, что свет далеких звезд, дошедший до нас, может содержать совершенно другие фотоны, не вылетевшие из первоначального источника света в том виде, в котором они долетели до Земли.

Аргументация данного утверждения будет дана в § 6.1.

Продолжим наш пример.

Продолжение Примера 3.6.

Там же. С. 310.

Ацюковский В.А. Общая эфиродинамика. Указ. соч. С. 265.

Аналогичные опыты с фотоном были проведены и с электроном 102. В данном случае использовался прибор Штерна-Герлаха (Ш.-Г.) как своеобразный аналог призмы Николя, в котором вместо данной призмы применяется сильно неоднородное магнитное поле.

Так электрон с определенным магнитным моментом, движущийся через прибор Ш.-Г. с той же ориентацией магнитного поля, однозначно проходит данный прибор (см. Схему 3.4./.5.а).

Здесь наблюдается аналогия прохождения линейно поляризованного фотона через два параллельных поляризатора (см. Схему 3.4./2.а). Если же электрон, находящийся в том же спиновом состоянии, пропускается через второй прибор Ш.-Г. с противоположной ориентацией магнитного поля, то через него электрон не проходит вовсе (см. Схему 3.4./.5.б). (Аналогия прохождения линейно поляризованного фотона через два взаимно перпендикулярных поляризатора, см. Схему 3.4./.2.б).

Такая же аналогия возникает через пропускание электронов через два прибора Ш.-Г., повернутых друг относительно друга на определенный угол (см. Схему 3.4./6.). Рассматривается аналогия с призмой Николь, где правоциркулярно поляризованные фотоны с равной долей вероятности выходят линейно поляризованными то по оси у, то по оси z (см. Схему 3.4./3.). Здесь электроны после прохождения первого прибора «отбираются» в соответствии с их поляризацией, например, проходят только электроны с положительным спином. После прохождения второго прибора они выходят с равной вероятностью, то с положительным спином, то с отрицательным (противоположно вращающимися своему движению, см. Схему 3.4./6.).

Так же по аналогии со Схемой 3.4./4., если через два прибора Ш.-Г., каждый из которых ориентирован вдоль оси у, пропустить, поток электронов с положительным спином, а между ними установить магнитное поле противоположного знака, то через второй прибор электрон выйдет с положительным спином (см. Схему 3.4./.7).

Данные опыты с электронами в кантовой физике также интерпретируются, как и опыты с фотонами. Общепринято, что любое «подсматривание» как между призмами Николя за фотонами, так и между приборами Ш.-Г. за электронами будет менять поляризацию выходящих фотонов и электронов и не ответит на вопрос, что же происходит между призмой Николя и приборами Ш.-Г.

Возникает типичная ситуация для квантовой физики, выходом из которой становится применение для описания электрона (так же, как и для фотона) принципов вероятности и неопределенности.

На наш взгляд, результаты Схемы 3.4./5.-1.7. можно интерпретировать следующим образом.

По аналогии с предыдущими рассуждениями укажем, что электрон, так же, как и фотон, имеет внутреннюю структуру.

Проходя через магнитное поле прибора Ш.-Г., в соответствии со Схемой 3.4./5.а., в котором среда имеет (образно скажем) «попутный ветер», электрон беспрепятственно проходит данную среду в первозданном виде.

При изменении «ветра» на противоположное направление электрон расщепляется на составляющие частицы и захватывается средой;

Схема 3.4./5.б.

При прохождении электронов через два прибора Ш.-Г. (в соответствии со Схемой 3.4./6.) происходит следующая картина. При прохождении первого прибора не расщепляются электроны, которые попадают в «попутный ветер», именно они и выходят из первого прибора. Второй прибор гасит их энергию. При этом в электронах меняется их структура. Так в одних электронах начинают преобладать одни силы, которые складывают электрон в левую циркулярную поляризацию. В других электронах складываются такие внутренние силы, которые повторяют изначальную правую циркулярную поляризацию. Поэтому на выходе мы видим электроны с правой и левой циркулярной поляризацией.

При прохождении электрона через два прибора Ш.-Г. и магнитное поле противоположного знака (в соответствии со Схемой 3.4./7.) мы предполагаем следующую картину.

При прохождении электрона через первый прибор Ш.-Г. он может попасть в «попутный ветер» и выйти из прибора не расщепленным. Однако, попадая в магнитное поле противоположного знака, электрон расщепляется. Через второй прибор выходит уже часть энергии электрона, которая собирается на выходе за счет внешней среды (субфотонной материи).

Лекции по квантовой физике: Учеб. Пособие/ Суханов А.Д, Голубева О.Н. – М.: Высш. Шк., 2006. С. 57 При этом выходящая часть «помнит» свой изначальный импульс, и, объединяясь с частицами субфотонной материи, сохраняет данный импульс. В итоге, на выходе мы имеем электрон с такой же поляризацией, как и входящий.

Современная квантовая физика трактует это явление как существование электрона в виде волны и частицы одновременно. В соответствии с концепцией макро-микробесконечности мира и теорией Ацюковского такое явление можно объяснить существованием в пространстве уплотненной среды – вихрей, распространяющихся в виде волн в определенном порядке. При встрече с препятствием данные вихри могут расщепляться на составляющие части, а затем по принципу самосборки приобретает прежний вид.

Проиллюстрируем сказанное на следующей схеме.

Схема 3.4.

Опыты с фотонами и электронами 1. Прохождение и поглощение циркулярно поляризованных фотонов через циркулярный поляризатор Правоциркулярно поляризованный фотон нет прохождения нет прохождения Левоциркулярно Правоциркулярный Левоциркулярный поляризованный поляризатор поляризатор фотон 2. Прохождение линейно поляризованных фотонов 5. Прохождение электронов через прибор через линейный поляризатор О. Штерна и В. Герлаха а) а) Фотон линейно Прохождение Прохождение Правый спин поляризованный фотона электрона электрона по оси y Линейный поляризатор Прибор Ш.-Г.

по оси y 5. б) 2. б) Фотон линейно Правый спин поляризованный электрона по оси y нет прохождения нет прохождения Линейный поляризатор по оси z Прибор Ш.-Г.

3. Прохождение циркулярно поляризованных фотонов 6. Прохождение электронов через 2 прибора через призму Николя О. Штерна и В. Герлаха Правый спин электрона Фотон линейно Правоциркулярно поляризованный поляризованный по оси z фотон или или Фотон линейно поляризованный по о си y Линейны й поляризатор Прибор Ш.-Г.

Прибор Ш.-Г.

по оси z (призма Николя) 4. Прохождение циркулярно поляризованных фотонов 7. Прохождение электрона через 2 прибора Ш. - Г.

через 2 призмы Николя и магнитное поле противоположного знака или Магнитное поле Прибор Ш.-Г. противоположного Прибор Ш.-Г.

Л инейны й поляризатор Линейны й поляризатор знака по оси z (призма Николя) по оси z (призма Николя) Как мы видим, данные опыты могут свидетельствовать, что электроны и фотоны отнюдь не являются «бесструктурными» образованиями, какими их общепринято признавать.

Кроме того, высказанное нами предположение может подтверждаться явлением квантовой телепортацией.

Здесь лишь укажем, что свойства частиц сохранять («запоминать») первоначальную поляризацию объясняется их внутренней структурой.

Таким образом, из продемонстрированных опытов вовсе не вытекает, непредсказуемость «поведения» фотона и электрона, а, следовательно, основные принципы квантовой физики (Принцип корпускулярно-волнового дуализма и Принцип вероятности обнаружения элементарной частицы) требует уточнения и подробного описания на наглядном уровне.

Первые шаги в этом направлении уже сделал В.А. Ацюковский. Так, в соответствии с его эфиродинамической теорией, вероятность нахождения частицы, описанную уравнением Шредингера, можно интерпретировать как концентрацию максимальной плотности частицы (нахождение ее керна) 103. И действительно, любая элементарная частица - это концентрированная часть более общего содержания (эфирного газа в соответствии с теорией В.А. Ацюковского или микрогалактик, образующих какую-либо конкретную, целую фундаментальную частицу Микромира, в соответствии с нашей концепцией).

В дальнейшем мы рассмотрим другие примеры, которые позволят нам построить модель структуры материи.

Вывод Введенный в квантовой механике принцип вероятности обнаружения элементарной частицы и связанный с ним вероятностный характер описания микромира является временным явлением, продиктованным необходимостью теоретических и экспериментальных расчетов на данном этапе развития науки и техники.

В ближайшем будущем при создании технических приборов, регистрирующих субфотонное излучение, появится возможность изучать микроматерию не с помощью электромагнитного поля, не фотоном, искажающим объект исследования, а, например, полем фотона, любой другой частицей субфотонной материи. В этом случае принцип вероятностного описания микромира уйдет в прошлое, и его место займут более точные расчеты перемещения элементарных частиц, например, с помощью их меток. Появится также возможность осуществлять контроль процесса самосборки фотонной материи из субфотонной, и управлять им.

3о. Принцип тождественности элементарных частиц В квантовой механике установлен принцип тождественности одинаковых микрочастиц.

В серии проведенных расчетов 104 установлено, что микрочастицы конкретного сорта (фотоны, электроны, протоны и др.) совершенно одинаковы. Если бы две микрочастицы (например, два электрона) были различны (например, имели бы слегка различные массы), то базисные состояния с их волновыми функциями были бы различны. На опыте это не наблюдается.

Поэтому общепринято считать все односортовые частицы одинаковыми.

На вопрос: возможно ли обнаружить и выделить из потока частиц именно те, за которыми мы наблюдаем, - современная квантовая физика дает только вероятностный ответ возможности их обнаружения и не дает никакой возможности отличить одну частицу от другой.

На наш взгляд проблема заключается в сложности или действительной невозможности на данный момент метить микрочастицы, как например, можно пометить бильярдные шары и пронаблюдать за их движением. Возможно в будущем, с установлением внутренней структуры фундаментальных фермионов и бозонов 105 появится, и возможность их метить и находить различия.

Ацюковский В.А. Общая эфиродинамика. Моделирование структур вещества и полей на основе представлений о газоподобном эфире. Издание второе. М.: Энергоатомиздат, 2003. С. 247.

Лекции по квантовой физике: Учеб. Пособие/ Суханов А.Д, Голубева О.Н. – М.: Высш. Шк., 2006. С. 234 Бозоны (названы в честь Ш. Бозе)– частицы, способные находиться лишь в полностью симметричных состояниях;

фермионы (в честь Э.Ферми) – в антисимметричных состояниях. Бозоны обладают целым спином (0,1,2), к ним относят фотоны со спином 1, пионы, со спином 0;

фермионы – полуцелым (1/2, 3/2) – электроны, протоны, нейтроны, нейтрино (у всех спин 1/2).

Кроме того, установив внутреннюю структуру фундаментальных фермионов и квантов полей, мы увидим, что одинаковые (односортовые) частицы все же различаются друг от друга элементами их информационных составляющих.

Вывод С точки зрения предлагаемой нами субфотонной механики (элементы которой мы опишем в 7-ой главе настоящей работы) микрочастицы конкретного сорта могут качественно отличаться друг от друга. Причем это различие касается не таких параметров, как масса, заряд и других характеристик в общепринятом понимании, а информационной составляющей данных объектов (т.е. их внутренним содержанием). Микрочастицы могут содержать как сходную, тождественную информацию, так и различную. При взаимодействии данных частиц (на субфотонном уровне) отмечается притяжение частиц со сходной информацией и отталкивание частиц с разной информацией.

4о. Принцип симметрии (частиц и античастиц) Как известно, симметрией какой-либо теории называется инвариантность (неизменность) ее уравнений относительно некоторых ее специальных преобразований. При этом обычно предполагается, что симметрия имеет глобальный характер, т.е. параметры преобразований не зависят от координат и времени. Если, однако, параметры преобразований зависят от координат и времени и, тем не менее, инвариантность теории имеет место, то такая симметрия называется локальной 106.

Симметрия «частица-античастица» заключается в утверждении, что фундаментальные законы природы не должны зависеть от того, описываются ли они в правой (x, y, z) или левой (-x, y, -z) системах координат (т.е. не должны меняться при взаимной замене всех частиц на соответствующие античастицы).

Согласно вышерассмотренному принципу тождественности элементарных частиц системы одинаковых микрочастиц могут находиться в квантовых состояниях либо полностью симметричных, либо полностью антисимметричных относительно прерстановок всех характеристик микрочастиц 107. Под квантовыми состояниями здесь понимаются такие физические величины как магнитный момент, заряд, притом, что энергия (соотношение массы и импульса) микрочастиц остается неизменной.

Принцип симметрии вытекает из следующего рассуждения. Всякий раз, когда на опыте невозможно установить различие односортовых частиц, единственным способом выделить их различие остается применение принципа симметризации системы одинаковых микрочастиц. То есть допустить наличие у всех частиц античастиц, у которых значения масс, спина, времени жизни, что и у их двойников, их отличия заключаются в разных знаках некоторых характеристик (например, электрического заряда, магнитного момента, барионного числа 108). К характеристике частиц и античастиц мы еще вернемся.

Так на основе математической теории групп и другого математического формализма, не имеющего отношения к пространственной структуре элементарных частиц, участвующих в фундаментальных взаимодействиях, были выдвинуты идеи о существовании внутренней и внешней симметрий.

Так внешняя симметрия связана со свойствами пространства-времени. Ее примером является симметрия законов квантовых объектов относительно пространственной инверсии 109 (Р), обращения времени (Т) и зарядового сопряжения 110 (С), т.е. замены частиц на соответствующую античастицу (СРТ-теорема). Внутренняя симметрия связана со свойствами частиц и античастиц, которые теоретики вывели умозрительным путем, применяя принципы перекрестной и калибровочной симметрии. Принцип перекрестной симметрии связан с преобразованием частиц и античастиц, например, из существования следующего процесса преобразования частиц a+bc+d, См. Мухин К.Н. Экспериментальная ядерная физика: Учебник. В 3-х тт. Т.3 Физика элементарных частиц. 6-еизд., испр. и доп. – СПб.: Издательство «Лань», 2008. – С. 362-363.

Лекции по квантовой физике: Учеб. Пособие/ Суханов А.Д, Голубева О.Н. – М.: Высш. Шк., 2006. С. Барионное число (барионный заряд) – количество «тяжелых частиц», например, нуклонов (протонов, нейтронов). Закон сохранения числа барионов: во всех процессах разность общего числа барионов и общего числа антибарионов сохраняется.

Например, замена координаты частицы со знаком плюс на знак минус.

Принцип зарядового сопряжения – симметрия природы относительно существования частиц и античастиц.

следует возможность существования схожего процесса с античастицами: c+d a+b.

Калибровочная симметрия связана с преобразованием волновых функций. Здесь уже рассматривается не частица, а группа частиц, которая описывается уравнением поля, где преобразование одной частицы влияет на преобразование другой (так называемые глобальные и локальные калибровочные преобразования). Соответственно возникает необходимость для связи и поддержания симметрии в каждой точки пространства вводить новые силовые поля – калибровочные (компенсирующиеся, подстраивающиеся). Из принципов калибровочной симметрии выстраиваются модели теорий слабых и сильных взаимодействий с новыми квантами этих взаимодействий (которым соответствуют несколько силовых полей) и прочая, перегруженная, на наш взгляд, математическими абстракциями, картина микромира.

Также есть теория так называемой суперсимметрии, согласно которой у каждой частицы есть партнер со спином, отличающимся на. Из этой теории вытекает возможность существования барионов (например, нуклонов: протонов и нейтронов) с целым спином, например, как у фотона.

Таким образом, квантовая физика подменила кардинальные вопросы о существовании тех или иных фундаментальных взаимодействий вопросом о существовании соответствующих принципов симметрии. Формируется убеждение, что все фундаментальные взаимодействия существуют лишь для того, чтобы поддерживать в Природе некий набор абстрактных симметрий.

Ниже мы рассмотрим, что подобный математический формализм и отказ от наглядности может привести к определенным ошибкам в представлении мира элементарных частиц.

Вывод На наш взгляд, выявленная и выявляемая симметрия на основе квантовых уравнений физических полей имеет более глубокое обоснование. Необходимо рассматривать принцип симметрии не как какую-то абстракцию, а находить ему конкретное объяснение, построенное на знаниях и учете внутренних сил, лежащих в основе тех или иных симметрий.

Как известно в природе существует набор полярных (противоположных) сил, имеющих свое объяснение. Это объяснение связано с установлением структуры той или иной частицы, обладающей теми или иными свойствами.

Выше, например, мы уже указали, что частица и античастица являются воплощением не абстрактной математической симметрии, а являются порождением полярных противоборствующих сил, имеющих свое объяснение на структурном уровне.

5о. Существование виртуальных частиц в физическом вакууме Введенные в квантовой физике понятия виртуальных частиц и физического вакуума, на наш взгляд, окончательно запутывают человека, пытающегося постигнуть азы этой науки. Рассмотрим последовательно развитие представлений о виртуальных частицах и физическом вакууме с тем, чтобы в дальнейшем сделать их подробный анализ.

В квантовой электродинамике электромагнитное взаимодействие объясняется следующим образом. Согласно правилам частот Бора фотоны поглощаются и испускаются квантами. Так электрон при переходе с орбиты большей энергии на меньшую (например, с Е2 на Е1) испускает фотон, а при переходе с меньшей на большую (с Е1 на Е2) – поглощает фотон.

Были проведены следующие эксперименты с фотонами и электронами 111: 1) рассеяние фотонов на электроне, т.н. эффект Комптона;

2) аннигиляция электрона и позитрона;

3) рассеяние электрона на электроне;

4) рассеяние электрона на позитроне. Не вдаваясь в подробности данных экспериментов (они достаточно освещены в литературе, и о некоторых из них мы еще будем упоминать в работе), отметим, что в каждом из этих процессов в промежуточных состояниях (между соударениями частиц) были обнаружены нарушения законов сохранения (соотношения энергии, импульса, массы). Кроме того, было открыто отклонение уровня энергии электрона атома водорода в порождаемом им (электроном) поле (т.н. лэмбовский сдвиг). Согласно уравнениям Дирака в данном случае уровень энергии электрона должен оставаться неизменным.

Все эти эксперименты подтолкнули теоретиков к мысли о существовании т.н. виртуальных частиц – частиц, существующих в промежуточных, имеющих малую длительность состояниях.

Эксперименты проводились в вакууме (сильно разряженном газе при низких давлениях). Таким Лекции по квантовой физике: Учеб. Пособие/ Суханов А.Д, Голубева О.Н. – М.: Высш. Шк., 2006. С. 432.

образом, был сделан вывод, что вакуум отнюдь не является абсолютной «пустотой». Он заполнен виртуальными, а потому непосредственно не наблюдаемыми частицами 112.

Исследования вакуума проводились одновременно с установлением в физике понятия физического вакуума и космического вакуума в космологии. Была обнаружена связь между всеми тремя видами вакуума: 1) Обычный вакуум (разряженный газ с низким давлением);

2) Физический вакуум;

3) Космический вакуум.

В теории физического вакуума Г.И. Шипова есть утверждение, что данный вакуум представляет кипящий бульон элементарных частиц в каждой точке пространства, из которого рождаются, и, в который уходят, элементарные частицы 113.

По современным представлениям квантовой физики физический вакуум действительно заполнен микрочастицами необычных свойств (виртуальными частицами). Как часто выражаются физики, вакуум буквально «кишит» виртуальными частицами.

В космологии с физическим вакуумом связывают вакуум в космосе, в котором по последним научным данным содержится так называемая «темная материя» и «темная энергия».

Особенностью физического и космического вакуума является наличие в нем отрицательного давления. Именно с этим качеством связывают его отталкивающие (антигравитационные) «способности». Данная антигравитация, вызывающая отталкивание вещества во Вселенной, является причиной начала ускоренного расширения Вселенной спустя 6-8 млрд. лет после «Большого взрыва». (Антигравитация начала себя проявлять спустя 6-8 млрд. лет после возникновения Вселенной в результате снижения плотности обычного вещества в связи с его распространением, т.н. «расширением Вселенной).

Предположительно, природа всех трех вышеуказанных видов вакуума объясняется наличием в нем виртуальных частиц.

В квантовой физике виртуальные частицы описывались с помощью специальных математических моделей (скалярных полей), в соответствии с вышеуказанными принципами, особенно принципом калибровочной симметрии. Именно данный принцип диктовал необходимость физикам сделать вывод о том, что виртуальные частицы возникают не поодиночке, а парами – частица и античастица (например, электрон-позитрон). Экспериментально также было установлено, что виртуальные частицы возникают в результате взаимодействия (столкновения) реальных частиц высоких энергий. Чем выше энергия взаимодействующих реальных частиц, тем больше виртуальных частиц превращаются в реальные.

Вывод, сделанный в квантовой физике о парном возникновении частиц из физического вакуума, был воспринят космологией для уточнения теории Большого взрыва и теории антивещества и антиматерии.

Пример 3.7.

Ученые нашли ответ на вопрос, почему в нашей материи (Вселенной) преобладают частицы над античастицами.

Оказывается, после Большого взрыва из физического вакуума выделилось множество аннигилирующих друг с другом виртуальных частиц. Поскольку античастицы возникали по парам, они также по парам и уничтожались. При этом возникла, так называемая барионная асимметрия. На каждый миллиард античастиц рождался миллиард плюс одна частица, возникло соотношение 109: (109+1). Именно этот остаток из одной частицы и послужил материалом, из которого построена вся Вселенная, включая человека 114.

На сегодняшний день в научном и не научном мире все более утверждаются идеи о возможности создания антивещества и антиматерии. Данные убеждения еще больше усилились после того, как в 1995-2001 в Европейском центре ядерных исследований (ЦЕРНе) наблюдалось образование атомов антиводорода. В массовом сознании появились даже опасения, что построенный в 2008 году крупнейший в мире ускоритель элементарных частиц (Большой адронный коллайдер) приведет к созданию черных дыр. Данные рассуждения, как мы отвечали выше (см. §3.1.3о.) являются, на наш взгляд, следствием крайних обобщений.

Вывод На наш взгляд, обнаруженные «странности», связанные с нарушением законов сохранения энергии, импульса и массы связаны с существованием субфотонной материей и частиц, из Там же. С. 434.

Шипов Г.И. теория физического вакуума. Новая парадигма.- М. 1993.

Найдыш В.М. Концепции современного естествознания. М.: Альфа-М, 2008. С. 521.

которых данная материя состоит. Как мы уже отмечали, в результате расщепления какой-либо системы частиц, на уровне атомного ядра, а также при фотоэлектронном обмене происходит высвобождение субфотонной энергии и ее взаимодействие с веществом и полем «Нашей материи». В результате данного взаимодействия наблюдается так называемый дефект масс и рождение виртуальных (т.е. временных, промежуточных) частиц.

§ 3.3. Проблема квантовых теорий фундаментальных взаимодействий Как известно, на сегодняшний день ни одна из созданных квантовых теорий фундаментальных взаимодействий (физических полей) не является бесспорной, несмотря на то, что имеется ряд экспериментально подтвержденных положений этих теорий.

Наиболее общепринятой и логически завершенной в общих чертах считается Стандартная модель элементарных частиц. К ней относят теорию электрослабого взаимодействия Вайнберга Салама и квантовую хромодинамику. К нестандартным моделям элементарных частиц обычно относят теории суперструн, преонов и др.

В рамках Стандартной модели активно развивается квантовая теория поля, которую при всех ее успехах нельзя считать завершенной. Главные причины этого в трудностях, которые появляются при попытках создания квантовой теории гравитации, т.е. объединения квантовой механики и общей теории относительности.

Квантовая теория поля базируется на квантовой механике и ее принципе вероятностного характера описания микромира, классическом (Ньютоновском) представлении о силовом поле и специальной теории относительности (Эйнштейна).

Для описания четырех известных на сегодняшний день типов взаимодействия элементарных частиц (электромагнитного, гравитационного, сильного и слабого) созданы соответствующие им теории:

- квантовая электродинамика, описывающая взаимодействие электромагнитного поля.

Создатели: С. Томонага, Р. Фейнман, Дж. Швингер (нобелевская премия, 1965 год). В настоящий момент квантовая электродинамика является наиболее завершенной и выступает моделью для квантового описания трех других фундаментальных взаимодействий;

- теория электрослабого взаимодействия, описывающая взаимодействия слабых и электромагнитных полей. Создатели: С. Вайнберг, Ш. Глэшоу, А. Салам (нобелевская премия, 1979 год);

- квантовая хромодинамика, описывающая сильные взаимодействия ядерных сил.

Создатели: М. Гелл-Манн, Д. Цвейг;

- квантовая теория гравитации, которую не удается реализовать в рамках Стандартной модели элементарных части (т.е. исключительно в рамках понятий и принципов квантовой теории поля). Теория гравитационных взаимодействий активно развивается в находящейся сейчас в процессе становления теории суперструн.

В целях установления ясности в изложении последующего материала приведем определения некоторых физических категорий, которые будем использовать при дальнейшем анализе.

Физическое поле – особая форма материи, представляющая собой систему взаимодействующих друг с другом частиц, размеров меньше одной миллионной доли миллиметра (к примеру, 10-8см – размер атома, 10-13см – размер ядра, 10-16см – размер кварков). Другими словами, физическое поле выступает в роли переносчика взаимодействия частиц. Взаимодействие осуществляется в виде рождения (испускания одной частицы другой), распада (деления), соударения (изменения состояния и движения), уничтожения (аннигиляции и рождения новых частиц) и описывается так называемыми 6 степенями свободы движения: 3 поступательными – вдоль трех осей декартовой системы координат и 3 вращательными – вокруг этих осей.

Источниками физического поля являются заряженные частицы (обладающие зарядом), а его носителями (переносчиками взаимодействия) - кванты поля. Таким образом, физическое поле представляет собой совокупность заряженных частиц, которые взаимодействуют друг с другом, посредством переносчиков взаимодействия (квантов).

Понятие фундаментальность определяет базисный уровень взаимодействия частиц, обладающих минимальной дискретной (прерывной, состоящей из отдельных частей) величиной.

По современным данным квантом поля является частица, обладающая целым спином, совершающая за один промежуток времени, например, времени одного кванта испускания частицы, целое количество вращений (1-2) вокруг своей оси. К таким квантам поля (носителями фундаментальных взаимодействий) относятся: фотон, промежуточные бозоны и глюон, имеющие спин, равный 1, а также гравитон, имеющий спин, равный 2.

Нефундаментальными, например, являются химические, молекулярные, ионные, межатомные, межнуклонные (пионные) и другие виды взаимодействий, основанные на остаточном эффекте более мощных сил.

Термин «элементарные частицы» на сегодняшний день сохранился просто по традиции.

Изначально под ними понимались далее неразложимые «кирпичики» материи. Впоследствии выяснилось, что «элементарных» частиц много и у многих из них обнаружена внутренняя структура. Более точным их названием будет субъядерные частицы. Истинно элементарными частицами по современным воззрениям являются лептоны и кварки.

Каждый вид фундаментальных взаимодействий связан переносчиком взаимодействий (так переносчиком электромагнитного поля является фотон, гравитационного – гравитон, слабого промежуточные бозоны, сильного - глюоны). Рассмотрим данные виды взаимодействий и сделаем их анализ.

1о. Электромагнитное взаимодействие Электромагнитное взаимодействие является фундаментальным взаимодействием, в котором участвуют частицы, имеющие электрический заряд (или магнитный момент).

Переносчиком электромагнитного взаимодействия между заряженными частицами является электромагнитное поле или кванты поля – фотоны. По «силе» электромагнитное взаимодействие занимает промежуточное положение между сильным и слабым взаимодействием и является дальнодействующим. Оно определяет взаимодействие между ядрами и электронами в атомах и молекулах, поэтому к электромагнитному взаимодействию сводится действие большинства сил, проявляющихся в макроскопических явлениях: сил упругости, трения, химическая связь и т.д.

Электромагнитное взаимодействие приводит также к излучению электромагнитных волн 115.

Квантовая теория электромагнитного поля и его взаимодействия с заряженными частицами (главным образом электронами, позитронами, мюонами и таонами) – квантовая электродинамика – как уже было отмечено, является в настоящий момент наиболее завершенной.

На основании вышеизложенных принципов квантовой теории физического поля был предложен следующий механизм электромагнитного взаимодействия.

Вокруг каждой реальной микрочастицы (в данном случае, электрона) существует облако («шуба») виртуальных частиц. Данное облако неотступно следует за электроном, окружая его квантами энергии, которые при этом постоянно и очень быстро возникают и исчезают.

Возьмем, например, акт испускания (виртуального) фотона электроном. После того как электрон испускает фотон, тот порождает (виртуальную) электрон-позитронную пару, которая может аннигилировать с образованием нового фотона. Последний может поглотиться исходным электроном, но может породить новую пару и т.д. Таким образом, электрон покрывается облаком виртуальных фотонов, электронов и позитронов, находящихся в состоянии динамического равновесия 116.

Таким образом, получается довольно смешная, на наш взгляд, картина: представим электрон, за которым неотступно движется облако фотонов и аннигилирующих электронов и позитронов. (Сразу возникает ассоциация какого-то детского мультфильма).

Причина получения такой картины, возможно, заключается в том, что спасая свои принципы (симметрии) и другие законы, физики, на наш взгляд, чрезмерно перенесли абстрактные обобщения на слишком большой пласт явлений. Подобный перенос приводит к некоторым искажением основного результата исследования – в представлении картины микромира и структуры материи в целом.

В предыдущих параграфах мы указывали на ряд нерешенных вопросов в современной квантовой физике (в том числе в квантовой электродинамике). Например, не определена структура электрона, не выяснена траектория его движения (за исключением принципов вероятностного описания), не достаточно изучен механизм электромагнитного взаимодействия. Кроме того, такие Большой Российский энциклопедический словарь. – М: Большая Российская энциклопедия, 2007. – С.


Там же. С. 385.

понятия, как спин, фермионы и бозоны, принцип Паули, на наш взгляд требуют более ясного и наглядного уточнения.

Электрон, в соответствии с квантовой теорией электромагнитного поля, может находиться в один и тот же момент в разных точках его орбитали.

Фотон, в соответствии с теорией квантовой телепортацией, будучи в парной системе частиц с одинаковой поляризацией, может внезапно поменять свою поляризацию, если ее изменила его пара.

В свое время Эйнштейн выражал свое возмущение против данной фантастики, поскольку под любой вероятностью должны быть определенные закономерности. Частица не может просто так исчезнуть и вскоре появиться в совершенно другом месте в первозданном виде. Частица не может быть одновременно и волной (каким-то абстрактным импульсом), и конкретным точечным объектом. Наука, тем более физика, не может оперировать какими-то фантастическими, фантасмагорическими, абстрактными категориями, она должна быть конкретной, точной и ясной.

Несмотря на некоторые неясности и парадоксы, заложенные в квантовой механике с момента ее образования, наука (квантовая физика) заметно изменилась за последние 100 лет.

Введенные математические абстракции и категории позволили сделать многочисленные расчеты и смоделировать определенную картину микромира. Однако данные модели не дали ожидаемой ясности, а наоборот создали еще больше проблем в понимании структуры материи и мироздания в целом. Это видно на примере теорий слабых и сильных взаимодействий, о которых речь пойдет далее.

Таким образом, с позиций современной квантовой электродинамики на сегодняшний день остается непонятным, что же представляет собой электрон (объект с некой внутренней структурой или «бесструктурный», «голый», точечный объект, покрытый «шубой» фотонов и аннигилирующих электрон-позитронных пар), фотон и вообще сущность электромагнитного взаимодействия.

Большой интерес в понимании сущности электромагнитного взаимодействия и его наглядного описании представляет эфиродинамическая теория В.А. Ацюковского. В соответствии с его теорией электромагнитное и оптическое излучение относятся к разным классам явлений, имеющих разную внутреннюю структуру 117. Так, например, электромагнитные волны (радиоволны, гамма-излучение) образуются в результате колебания атомов, нуклонов и возмущения межатомной среды и осуществляются путем поперечного движения от одного слоя эфира к другому. Они состоят из вихревых образований эфира, в том числе фотонов.

Другими словами, электромагнитное излучение представляет собой вихри самых разнообразных размеров, которые отрываются от электронных оболочек атомов, закручиваются и движутся в виде сферических волн от точечного источника. В процессе закручивания вихри могут образовывать достаточно устойчивые образования – фотоны, а могут и не образовывать их. В последнем случае, вихри продолжают закручиваться и делиться, при этом порождать во время этих преобразований вокруг себя самые разнообразные винтовые возмущения, которые расходятся во все стороны и которые воспринимаются как электромагнитные излучения широкого диапазона волн 118.

Видимый свет (оптическое излучение), по мнению В.А. Ацюковского, представляет собой фотоны в виде системы частиц, двигающихся в волне эфира. В этой волне, как мы указывали (Схема 3.3.), фотоны расположены друг от друга в шахматном порядке и могут восприниматься, как частица, и как волна.

В соответствие с нашей концепцией теория В.А. Ацюковского проливает свет на сущность электромагнитного взаимодействия (фотоэлектронного, гамма-излучения и др.), по сравнению с такими «смешными» абстракциями квантовой электродинамики, как «облако» из электрон позитронных пар, виртуальных частиц и фотонов, неотступно несущегося за «бедным»

электроном по пятам.

Вывод Забегая вперед, отметим, что в соответствии с нашей концепцией, электромагнитное взаимодействие является универсальным полем «Нашей материи». Данное положение мы аргументируем после анализа всех известных видов физических полей.

Ацюковский В.А. Общая эфиродинамика. Моделирование структур вещества и полей на основе представлений о газоподобном эфире. Издание второе. М.: Энергоатомиздат, 2003. С. 399.

Там же. С. 500.

Электромагнитное взаимодействие является единственным фундаментальным взаимодействием с точки зрения теории фундаментализма, изложенной в преамбуле к данному параграфу. Оно связано с преимущественным взаимодействием частиц физической формы материи и отражает базисный уровень данного взаимодействия.

Разумеется, электромагнитное взаимодействие происходит при участии частиц субфизической материи, но их участие не так ощутимо, по сравнению с их влиянием на слабые, сильные и гравитационные взаимодействия. В этих взаимодействиях роль частиц субфизической формы материи заметно возрастает, что, естественно, не может не отразиться на регистрации данного взаимодействия и его математическом обсчете.

Отсюда возникают известные трудности для построения квантовых моделей слабого, сильного и гравитационного взаимодействия. Об этом пойдет речь в следующих пунктах данного параграфа.

2о. Слабое и электрослабое взаимодействие Слабое взаимодействие – одно из фундаментальных взаимодействий, в котором участвуют все элементарные частицы, кроме фотона. Слабое взаимодействие, гораздо слабее не только сильного, но и электромагнитного взаимодействия, но гораздо сильнее гравитационного.

Примерный радиус действия слабого взаимодействия 2·10-16см. Слабое взаимодействие обусловливает большинство распадов элементарных частиц, взаимодействие нейтрино с веществом, является составной частью термоядерных реакций на солнце и звездах.

К выявлению существования слабого взаимодействия физика продвигалась медленно.

Важнейшим достижением физики конца 19 века было открытие радиоактивности. Работами А.

Беккереля, Э. Резерфордом, физиками Кюри было обнаружено, что радиоактивное излучение неоднородно и содержит три компонента, которые получили название альфа, бета и гамма лучей.

При этом оказалось, что альфа лучи представляют собой положительные заряженные частицы ядра гелия (два нуклона, т.е. два протона и два нейтрона). Бета-лучи (отрицательно заряженная частица) состоят из быстрых электронов и в магнитном поле отделяются от других видов радиоактивных излучений. Гамма лучи (гамма квант) – фотон большой энергии.

В данных излучениях особый интерес физиков привлек к бета-распаду, у которого была обнаружена странная особенность. Создавалось впечатление, что в данном распаде нарушался закон сохранения энергии. Для его «спасения» в 1930 году В. Паули предположил, что в бета распаде одновременно с электроном рождается очень легкая нейтральная частица. Теоретическое описание бета-распада было развито Э.Ферми (он и дал название новой частице – нейтрино).

Согласно теории Ферми электроны (позитроны), нейтрино (антинейтрино) внутри ядер до момента распада не находятся. Они возникают в результате превращения свободного нейтрона в протон, электрон (позитрон) и электронное антинейтрино (электронное нейтрино). Причем образовавшиеся в ядре электрон (позитрон) и антинейтрино (электронное нейтрино), покидают ядро. Речь идет о реакциях:

_ n p + e + v (--распад);

(3.2.) p n + e+ v (+ -распад), (3.3.) _ v - антинейтрино где n – нейтрон, p- протон, e – электрон, e - позитрон, v – нейтрино, Однако в вышеописанных реакциях наблюдались некоторые нарушения симметрии (инвариантности). Так, в 1956 году было обнаружено, что при бета-распаде происходит нарушение закона сохранения пространственной четности (Р-четности). Это означало, что частицы и античастицы вылетают из ядра под разными углами относительно его спина. В то же время угол поворота в пространстве частицы и античастицы в определенный момент времени должен был совпадать (оставаться неизменным) не зависимо от того, в какой системе координат (левой или правой) проводили измерения. Соответственно данные углы должны были быть симметричными (зеркальными) для частиц и античастиц, чего не наблюдалось для бета-распада. В опытах Ву 119, например, было установлено, что электроны в (--распаде) летят против спина ядра, а позитроны (+ -распаде) – преимущественно по спину ядра.

См. Мухин К.Н. Экспериментальная ядерная физика: Учебник. В 3-х тт. Т.1 Физика атомного ядра. 6-е изд., испр. и доп. – СПб.: Издательство «Лань», 2008. – С. 233-238.

Одновременно с законом сохранения четности в бета-распаде наблюдалось нарушение С инвариантности зарядового сопряжения (невозможности замены частицы на античастицу).

Также была обнаружена спиральность нейтрино и антинейтрино, что выражается в наличие в природе только «левого» нейтрино, со спиральностью (-1), у которого направление спина и импульса всегда противоположны;

и только «правого» антинейтрино, со спиральностью (+1), для которого направление движения и вращения совпадает. В то же время для других частиц и античастиц возможны состояния, когда у одной и той же частицы спин может быть направлен как по направлению движения, так и против него.

Параллельно с изучением бета-распадов физики обратили внимание, что схожие процессы (нарушения симметрии) присутствуют и при распаде других лептонов (мюонов и таонов, у которых были обнаружены соответственно мюонные и таонные нейтрино). В то же время для всех этих процессов наблюдается 100%-ное сохранение лептонных зарядов. Так, условно было принято считать, что для электрона и электронного нейтрино лептонный заряд (число) равно (1). Для позитрона и антинейтрино (-1). Так же для мюонов и таонов были приняты мюонный лептонный заряд и тау-лептонный заряд. Таким образом, все лептоны были объеденные в дуплеты 120 по аналогии с дуплетами нейтронов и протонов (нуклонов). «Открытые» законы сохранения лептонного заряда, как и барионного, во всех процессах в которых они участвуют, говорят о «неуничтожимости» барионной и лептонной материи.


Таким образом, в квантовой физике возникает довольно странная картина: наблюдается взаимодействие частиц, противоречащее основным законам симметрии. Для объяснения подобного явления было сделано предположение, что, возможно, «странное» поведение (геометрия движения) продуктов бета распада и других лептонных распадов связано с возникновением в момент распада промежуточной частицы, после распада которой, и изменяются направления движения частиц и их углы поворота в пространстве.

Для описания подобной частицы выдвигались различные теории. С одной стороны становилось ясно, что таких частиц должно быть по крайней мере три: две из которых ответственны за два вида бета распада (+ и -) и третья - нейтральная частица, включающая электрон-позитронную пару и нейтрино-антинейтринную. С другой стороны, данные частицы подчиняются какой-то другой «силе», имеющей не известную на тот момент природу и действующей на расстояниях, сравнимыми с размером электрона (10-16 см).

Математические расчеты и видоизменение глобальной симметрии (создание локальной симметрии) требовали введение новых калибровочных преобразований, а такие преобразования, в свою очередь, (на что обратили внимание еще в 1954 году физики Янг и Миллс 121), должны всегда приводить к появлению некоторых дополнительных компенсирующих полей с новыми квантами.

Так теоретики приходят к мысли о существовании (помимо известных на тот момент электромагнитного и гравитационного полей) нового поля, носителя слабых взаимодействий.

В то же время создание калибровочной теории с тремя компенсирующими полями и тремя калибровочными бозонами (на основе локальной изотопической инвариантности) вызывало определенные трудности. Так, например, в качестве квантов компенсирующих полей получались безмассовые калибровочные бозоны, не пригодные на роль квантов слабого взаимодействия (поскольку продукты бета-распада имеют массу).

Выход из создавшейся ситуации был предложен в 1967 году двумя независимо работавшими физиками С. Вайнбергом и А. Саламом. За основу своей теории они взяли аналогию с электромагнитным взаимодействием нуклонов с электронами, при котором ядерный нуклон испускает виртуальный гамма-квант нулевой массы, поглощаемый затем электроном. Аналогично этому в процессе слабых взаимодействий (например, в бета-распаде) ядерный нуклон виртуально испускает тяжелый заряженный W-бозон, который распадается затем по принципу + и - распадов.

Для объяснения масс бозонов Вайнберг и Салам ввели новое, так называемое хиггсовое поле с бесспиновыми (но имеющими массу) хиггсовыми бозонами, которое и обусловливает спонтанное нарушение калибровочной симметрии. Калибровочные бозоны в результате Например, электронный дуплет (электрон и электронное нейтрино);

мюонный дуплет (мюон и мюонное нейтрино). Во всех взаимодействиях каждому лептону соответствует только свое нейтрино: электрону – электронное нейтрино, мюону – мюонное.

См. Мухин К.Н. Экспериментальная ядерная физика: Учебник. В 3-х тт. Т.3 Физика элементарных частиц. 6-еизд., испр. и доп. – СПб.: Издательство «Лань», 2008. – С. 363.

избирательного взаимодействия с хиггсовым полем приобретают массу. Так возникают три калибровочных бозона W+,W-,W0, два из которых (W+ и W-) описывают слабые заряженные токи (т.е. слабые токи, изменяющие электрический заряд) и включают процессы, описывающие выход продуктов W e- + v e, --распада: (3.4.) и +-распада: W + e+ + ve. (3.5.) Третий бозон (W ) самостоятельной роли не играет. Его рассматривают совместно с введенным четвертым калибровочным бозоном B0, который появляется после наложения на теорию требований локальной фазовой инвариантности (характерной для электромагнитной теории). Так из двух нейтральных калибровочных бозонов W0 и B0 составляются две комбинации, одна из которых объединяет гамма-квант (фотон) не взаимодействующий с частицами Хиггса, другая – нейтральный бозон (Z0), ответственный за слабые нейтральные токи (т.е. токи, не изменяющие электрический заряд) 122.

В целях внесения ясности в понимание хиггсового механизма приведем следующий пример.

Пример 3.8.

Возьмём кусок пенопласта и покрошим его на стол. Мы получим маленькие пенопластовые шарики, которые будут очень легкими. Если мы подуем на них, то они разлетятся. Это и будет аналогией безмассовых частиц, то есть частиц, у которых очень маленькая инертность.

Теперь аккуратно нальём на стол воды и покрошим сверху пенопласт и снова слегка подуем на него. Мы увидим, что шарики отплывают, но уже неохотно. Если бы мы не видели воду, нам бы казалось, что у них появилась инертность, которой раньше не было. Эта инертность возникает из-за того, что им при движении приходится пробираться сквозь воду.

Вода в этой аналогии играет роль вакуумного хиггсовского поля. Если же мы подуем на воду без пенопластовых шариков, то по её поверхности побежит рябь — это будет аналог хиггсовских бозонов. Неточность этой аналогии заключается в том, что вода мешает движению шариков, а хиггсовское вакуумное поле мешает ускорению частиц. На частицы, движущиеся равномерно и прямолинейно, оно не влияет.

Как мы видим из приведенной аналогии масса частицы Хиггса получается довольно большой. С этим связан вышерассмотренный феномен дефекта масс.

Таким образом, Вайнбергу и Саламу удалось создать единую теорию слабых и электромагнитных взаимодействий с четырьмя бозонами, Z0, W+, W- ответственными соответственно за электромагнитное взаимодействие, слабые нейтральные токи и слабые заряженные токи.

Так в физике произошло выдающееся событие: два фундаментальных взаимодействия из четырех были объединены в одно.

В 1983 году промежуточные бозоны были открыты на специально построенном для этого ускорителе (так называемом Sp p S - коллайдере). В связи с этим их обнаружение физики часто называют запланированным открытием 123. На открытие частицы Хиггса направлены современные усилия физиков. Определенные надежды связываются с запущенным в 2008 году Большим адронным коллайдером.

В то же время внутренняя структура промежуточных бозонов на момент создания теории Вайнберга-Салама была еще неизвестна. Она была разрешена только в 1973 году в рамках квантополевой теории сильного взаимодействия (квантовой хромодинамики).

На основании изложенного, отметим, что на наш взгляд, симметрия электрослабого взаимодействия (если данная симметрия имеет принципиальное значение) нарушается не гипотетическим скалярным полем Хиггса и механизмом слабого и электрослабого взаимодействия, а за счет высвобождения субфотонной энергии и ее взаимодействия с веществом.

Если даже предположить, что в процессе слабого взаимодействия рождаются экспериментально открытые векторные скалярные бозоны, то в данном случае эти бозоны отнюдь Математическое выражение данных комбинаций см. Мухин К. Н. Указан.соч. с. 364.

См. Мухин К.Н. Экспериментальная ядерная физика: Учебник. В 3-х тт. Т.3 Физика элементарных частиц. 6-еизд., испр. и доп. – СПб.: Издательство «Лань», 2008. – С. 365.

не являются некими переносчиками слабого взаимодействия. Бозоны распадаются в результате взаимодействия их составляющей Субфотонной материи с веществом «Нашей материи».

Таким образом, можно предположить, что гипотетическая частица Хиггса с предсказанными ее свойствами не существует. Существуют конкретные субфотонные частицы, которые в процессе самосборки формируют «Нашу» фотонную материю.

Масса в привычном нам понимании возникает при компоновки частицы, приобретшей электромагнитные свойства, т.е. ставшей фотонной материей. Отсюда вытекает, что выдвинутый в теории механизм Хиггса, на самом деле имеет более простое и логичное объяснение.

Рассмотрим его на примере эфиродинамической теории В.А. Ацюковского, согласно которой механизм слабого взаимодействия выглядит следующим образом.

Ядро сложного атома представляет собой систему связанных друг с другом вихрей. Так протон представляет собой тороидальный вихрь с уплотненными стенками, структура которого соответствует некоторому подобию трубы, замкнутой в кольцо. Таким образом, форма протона приближается к шаровой, но она все же таковой не является. Наиболее близко по форме протон схож с куполом православной церкви (или с перевернутой воронкой). Его центральные стенки немного вытягиваются и представляют собой своеобразную воронку, из которой истекает среда эфира (см. Схему 3.1.).

Нейтрон по В.А. Ацюковскому – это тот же протон, только окруженный пограничным (нейтрализующим слоем) и имеющий некоторые внутриструктурные особенности, подробно изложенные в теории.

Как известно, протон с нейтроном образуют нуклон, который по В.А. Ацюковскому также представляет собой систему взаимосвязных вихрей. Нуклоны же в свою очередь формируются также в свою систему связанных между собой вихрей. Таким образом, получается, что все ядро сложного атома представляет собой системы взаимосвязанных и взаимодействующих вихрей.

Среди них наиболее устойчивыми становятся системы с дополнительными оболочечными (нейтрализующими) кольцами. Такими устойчивыми системами становятся нуклоны, альфа частицы и другие ядра с «магическим» числом нейтронов 124.

Внутри сложного ядра атома постоянно происходят взаимодействия между наклонами и их системами. Образующиеся «межнуклонные волны» в конечном счете могут привести и приводят к делению ядер, альфа- и бета-распадам, гамма-излучению. Сам механизм бета-распада Ацюковский раскрывает следующим образом.

«Прохождение волн по ядру может привести к появлению впадин в отдельных нейтронах, что нарушит целостность его тела и, главное, целостность его пограничного слоя. Будучи разорванным, этот пограничный слой не будет сохраняться и не обязательно восстановится. Он может оторваться, замкнуться и сколлапсироваться в самостоятельную частицу. Поскольку в нем направление винтового движения противоположно тому, что есть в протоне, то образовавшаяся частица будет воспринята как частица с отрицательным зарядом – электрон» 125.

Экспериментально установленный дефект масс в слабых взаимодействиях В.А. Ацюковский объясняет простым растворением избытка пограничного слоя нейтрона в свободном эфире без образования какой бы то ни было частицы. При этом он не отрицает возможность образования нейтрино, обладающего массой, близкой к массе электрона, но не имеющей кольцевого вращения или имеющего кольцевое вращение, экранированное уже своим пограничным слоем. К другим же «продуктам» слабого взаимодействия (скалярным бозонам, механизмам Хиггса и др.) В.А.

Ацюковский относится более критически.

В данном случае мы поддерживаем идею В.А. Ацюковского и предполагаем отсутствие в природе частиц Хиггса. Какие бы ни открывались новые «элементарные» частицы они так или иначе будут представлять собой «обломки» несформировавшихся частиц в устойчивые системы, какими являются, например, фотон, протон, электрон. За процесс образования масс отвечает не гипотетический «механизм Хиггса», а естественный природный механизм образования физической материи из дофизической (субфотонной). Только с формированием стабильных В соответствии с теорией В.А. Ацюковского наиболее устойчивыми системами являются не все системы с магическим числом нейтронов. Завершенными структурами ядер являются только ядра с числом альфа частиц 1, 4, 10, 14, 22, 30 и 44. См. Ацюковский В.А. Общая эфиродинамика. Моделирование структур вещества и полей на основе представлений о газоподобном эфире. Издание второе. М.: Энергоатомиздат, 2003. С.221.

Ацюковский В.А. Общая эфиродинамика… Указ. соч. С. 237.

элементарных частиц становится возможным процесс «приращения масс» физической материи.

Появляется возможность образования атомов, химических элементов. Далее на основе физической материи, как известно, образуется химическая материя, на основе химической – биологическая;

на основе биологической – социальная.

Таким образом, в природе нет неразрешимых загадок и вещей, которые нельзя наглядно представить. Всё имеет свое объяснение и описание на том или ином уровне материи.

Вывод В механизмах слабого и электрослабого взаимодействия принимают непосредственное участие частицы субфизической формы материи. Но поскольку данные частицы (как и сама субфизическая форма материи) в настоящий момент не регистрируются, то и создание непротиворечивой модели электрослабых взаимодействий затрудняется.

Поэтому при создании непротиворечивой модели электрослабого взаимодействия (в которой механизм Хиггса будет уточнен или пересмотрен) необходимо учитывать влияние субфизической формы материи.

3о. Сильное взаимодействие К представлению о существовании сильного взаимодействия физика шла в ходе изучения структуры атомного ядра. Предполагалось наличие определенных сил, удерживающих положительно заряженные протоны в ядре, не позволяя им разлетаться под действием электростатического отталкивания.

В настоящее время нет законченной теории ядерных сил. Имеются несколько моделей ядра.

Среди них – обобщенная модель (капельной и оболочечной моделей) является общепринятой. На основе ее был сделан вывод, что «сильные» ядерные силы, действующие между нуклонами, нефундаментальны, а сами ядра – это своеобразные аналоги молекул 126.

Параллельно созданию теории ядерных сил в физике открывались новые элементарные частицы. Так в 1936 году в космических лучах были обнаружены положительные и отрицательные мюоны (относящиеся к лептонам). В 1947 году было установлено, что мюоны космических лучей возникают в результате распада более тяжелых частиц – пи-мезонов (относящихся к адронам 127).

Первоначально считалось, что пи-мезоны (пионы), участвующие в межнуклонном обмене и есть кванты фундаментальных сильных взаимодействий. Впоследствии в 1949 году Э.Ферми и Ч.

Янгом была впервые высказана гипотеза о составном характере пионов и нуклонов. В 1969 году Р.

Фейнманом на основании результатов неупругого рассеивания электронов на протонах была предложена партонная модель нуклонов. Рассеивание электронов происходило так, как если бы они налетали на крохотные твердые вкрапления и отскакивали от них под разными углами.

Данные вкрапления внутри протонов Фейнман назвал партонами (от слова part – часть).

Партонами могли быть, например, широко известные к тому времени гипотетические частицы – кварки.

Теория кварков была создана в 1964 году американскими физиками М. Гелл-Маном и независимо Д. Цвейгом 128.

Согласно их теории все адроны могут быть построены из фундаментальных частиц (кварков) трех типов: с дробными значениями барионного числа и заряда, а также полуцелым спином (фермионов). Так, барионное число любой частицы, составленной из тройки «основных»

частиц адронов (протона, нейтрона, гиперона) будет равно 3. Поэтому частицы, их которых состоят протон, нейтрон и гиперон, будут иметь дробные значения зарядов (при сложении которых образуется «основная частица»). Данные типы частиц были названы «ароматами». Так, например, протон состоит из двух u-кварков (верхних ароматов) и одного d-кварка (нижнего аромата).

Одновременно с созданием кварковой теории, как и теории слабых взаимодействий, возникали определенные сложности. Для их преодоления выдвигались новые конструкции, Лекции по квантовой физике: Учеб. Пособие/ Суханов А.Д, Голубева О.Н. – М.: Высш. Шк., 2006. С. 471.

Адроны участвуют в сильных взаимодействиях (барионы, мезоны, все резонансы) и находятся в составе ядра атома.

Термин кварк был введен Гелл-Маном. В романе Дж. Джойса «Поминки по Финнегану» герою снится сон, в котором мечущиеся над бурным морем чайки кричат резкими голосами: «Три кварка для мистера Марка!» Такой произвольный выбор терминологии вполне соответствовал абстрактному характеру теории кварков.

значительно осложняющие понимание теории. Так появилось понятие «цвет», цветовой заряд для кварков.

При сложении трех ароматов кварка нарушался принцип запрета Паули, согласно которого три фермиона не могут находиться в одном и том же пространственном и спиновом состоянии.

Аналогом заряда кварка был назван «цвет» (цветовой заряд). Поэтому по аналогии с обычными частицами, которые характеризуются электрическим зарядом (плюс, минус, нуль), было решено, что кварки также имеют три цветовых заряда: «красный», «синий», зеленый (данные цвета при их сложении образуют белый цвет). В случае сложения данных зарядов (объединения кварков внутри «основной» частицы), цветовые заряды компенсируются и частица проявляет соответствующие ей свойства.

Следующей сложностью на пути к созданию теории стала проблема ненаблюдаемости кварков. Первоначально их пытались обнаружить в земной коре или воде океана, а также на космических телах (Луне, метеоритах). При этом применялись разнообразные методы (камеры Вильсона, ускорители заряженных частиц и др.). Однако кварки не были обнаружены. Тогда была выдвинута гипотеза о ненаблюдаемости кварков.

Объяснение невылетания кварков из адронов было получено в 1973 году в рамках квантовой хромодинамики.

В основе квантовой хромодинамики лежит общий принцип всех калибровочных теорий – локальная инвариантность, в данном случае относительно перемешивания трехцветных кварков.

Для описания этого перемешивания необходимо восемь параметров. Соответственно, в теорию вводится восемь компенсирующих полей с восьмью безмассовыми калибровочными бозонами глюонами 129, которые осуществляют взаимодействия между кварками («склеивают» их между собой, благодаря наличию у глюона цветового заряда). Согласно этой теории кварки, обладающие цветовым зарядом, создают вокруг себя глюонное поле, т.е. могут испускать и поглощать глюоны подобно тому, как электрически заряженные частицы испускают и поглощают фотоны.

Особенность кварков благодаря глюонному полю такова, что при их сближении энергия их взаимодействия уменьшается, и, наоборот, при удалении – увеличивается. Получается, что с ростом расстояния между кварками их энергия взаимодействия настолько увеличивается, что делает невозможным для них покинуть адроны.

Далее в теорию вводятся понятия квантовой электродинамики – виртуальные частицы.

Кварк существует только с антикварком. Разделить их друг от друга невозможно. Квантовая физика здесь приводит аналогию с попыткой отделить друг от друга северные и южные полюса магнитной стрелки. При этом, как известно, возникают две новые магнитные стрелки 130.

Другой наглядной иллюстрацией невылетания кварков является представление о том, что кварки внутри адрона скреплены глюонными «резиновыми нитями» или «струнами», натяжение которых приводит к увеличению энергии взаимодействия. Пока струна не натянута, кварки свободны. С увеличением расстояния струна натягивается и не позволяет кваркам разлететься.

Если натяжение окажется настолько сильным, что струна оборвется, то и тогда кварки не вылетают, потому что на вновь образовавшихся в точке разрыва концах струны возникают новые кварки, объединение которых с кварками адрона приводит к образованию нового адрона.

На основании данной идеи появилась теория «Суперструн», пытающаяся создать единую структуру материи на основе нахождения общей основы всех фундаментальных взаимодействий элементарных частиц.

Теория кварков распространилась и на слабые взаимодействия. Было установлено, что промежуточные бозоны так же состоят из кварков. Например, W+ состоит из кварка верхнего аромата протона (u-кварка) и антикварка нижнего аромата антипротона (d--антикварка). Фотон рождается в результате электромагнитного взаимодействия по следующим схемам 131:



Pages:     | 1 |   ...   | 2 | 3 || 5 | 6 |   ...   | 13 |
 





 
© 2013 www.libed.ru - «Бесплатная библиотека научно-практических конференций»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.